[发明专利]光刻层掩膜版的制备方法、离子注入方法

说明书

本发明提供了一种光刻层掩膜版的制备方法、离子注入方法，本发明通过在有源区上方的光刻层掩膜版中增加辅助图形，改变了有源区上方需要降低光透过率区域及其周围的光强分布，从而减小光刻层掩膜的透过率，减弱反射光强度，使光刻的图形少受或不受杂光的影响，有效的保护了光刻的图形，使光刻工艺窗口得到有效增加。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种降低光刻掩膜透过率的光刻层掩膜版的制备方法及离子注入方法。

背景技术

随着集成电路制造业的发展进入到45nm，28nm节点以后，对光刻领域的要求也是随之增加，同时随着设计尺寸的减小，硅片衬底的立体图形结结构等正在成为减小光刻工艺窗口的关键因素。

硅片衬底的立体图形影响主要来自有源区和隔离区的差别。隔离区一般为氧化硅材料，对248nm或者193nm的激光都是透明的。激光进入隔离区以后，在有源区底部和侧壁形成反射和散射，导致光刻图形失真，产生产品良率降低或器件漏电等品质问题。

传统的做法一般是在硅片上面增加底部抗反射层，如一些有机化合物，或者氮化硅，氮氧化硅等吸光材料，使激光不能进入隔离区形成反射(或是很少量的光进入到隔离区)，添加底部抗反射层的层次，一般要经过一道刻蚀工序，将底部抗反射层打开，再继续进行下一步工艺。在离子注入层工艺中，如果添加了底部抗反射层，一是增加刻蚀工序，对于相对多的离子注入层来说是一笔很大的支出，影响产品的利率；二是有源区表面会因为刻蚀造成表面的不平整性，影响器件性能；三是增加抗反射层以后，在经过抗反射层的刻蚀以后，必须有足够的光阻厚度用来抵挡离子注入，这样整体图形的高宽比增加，对光刻工艺来说也是不利的。如图1所示，为在硅片上失真的注入层图形示意图；从图1中看到，箭头L所指的注入层图形中间位置的线宽变窄，注入层图形边界变得弯曲并且边界模糊不规则，表现出失真缺陷。请参阅图2，为对有源区进行离子注入的衬底结构示意图，图2中，底部有源区101和其上方的倒梯形有源区102，具有注入层图形的光阻104位于由透明氧化硅材料形成的隔离区103上，注入层掩膜版106氧化硅玻璃位于光阻104上；其中，非离子注入区图形105经光刻形成于光阻104中，非离子注入区图形105下方的半导体衬底区域不离子注入，同样，在注入层掩膜版106对应于非离子注入区图形105的位置也有铬金属图案107，注入层掩膜版106中的铬金属图案107用于阻挡铬金属图案107所在位置的入射光线，从而经曝光后，在光阻104中形成离子注入区图案。从图2中可以看到，在曝光时，当光线透过注入层掩膜版106后，进入到隔离区103，由于隔离区103为透明氧化硅材料，光线可以入射到隔离区103侧壁并且进一步被反射到光阻104中非离子注入区图形105所在位置，这样，会造成光刻图案的失真，使得光刻后的非离子注入区图形变窄，而离子注入区图形变宽，并且，这种光反射将导致所形成的非离子注入区域边界不光滑、弯曲以及非离子注入区域宽窄不一致的弊端。从而导致离子注入图案失真，影响期间性能。

现在普遍的做法是利用光学临近修正手段，对离子注入层版图做一系列的放大处理，但是在实际应用中，我们也发现并不是所有的图形都可以利用单纯的放大来处理。不同的有源区尺寸和距离，对离子注入层图形的影响是不一致的，这就导致很难通过单纯的规则式OPC修正手段来处理离子注入层版图信息来帮助增加光刻工艺窗口。

在光学临近修正中，散射条(scattering bar)是光学临近修正的常用手段之一，通过在半孤立和孤立图形周围添加亚分辨率辅助图形，改善其光强分布，提高其成像质量。本发明借鉴了散射条的定义，利用在有源区周围增加一系列的辅助图形手段，改变离子注入层光罩在有源区附近的光强分布，减小其光透过率，减少激光进入隔离区以后在有源区侧壁和底部形成反射和散射，削弱反射光对离子注入层图形的影响，增加了光刻工艺窗口。

发明内容

为了克服以上问题，本发明旨在提供一种光刻层掩膜版的制备方法及离子注入方法，减小光刻层掩膜版的光透过率，减少对光刻层图形的光反射效应。

为了达到上述目的，本发明提供了一种降低光透过率的光刻层掩膜版制备方法，其包括以下步骤：